Инновация из США: цинковая батарея с напечатанным на 3D-принтере электродом готова к использованию

Цинковая батарея будущего: как 3D-печать меняет правила игры

Как сообщает НВ — Техно: 30 июня в 19:45 исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) представили миру новую разработку - цинковый аккумулятор, электрод которого создан методом 3D-печати. Эта технология объединяет сильные стороны литий-ионных батарей и суперконденсаторов, предлагая нестандартный подход к накоплению энергии. Для русскоязычной аудитории стоит отметить, что подобные разработки могут в будущем снизить зависимость от лития, цены на который нестабильны.

Устройство состоит из двух ключевых компонентов:

• один из контактов работает как накопитель, аналогичный литий-ионному аккумулятору;
• второй контакт оснащен углеродным электродом, напоминающим те, что используются в суперконденсаторах.

Чтобы улучшить характеристики, ученые увеличили активную площадь углеродного электрода, пропитав его оксидом ванадия. Сам электрод напечатан на 3D-принтере: жидкая смола затвердевает под действием ультрафиолетового лазера. Интересный факт: если развернуть один грамм такого материала, он покроет площадь примерно десяти теннисных кортов.

Испытания показали впечатляющую живучесть: после 1500 циклов заряда и разряда аккумулятор сохранил 82% своей первоначальной емкости. Кроме того, команда создала тестовую ячейку, напечатанную на 3D-принтере, которая обходится гораздо дешевле стандартных стеклянных аналогов, цена которых стартует от 1000 долларов.

Будущее хранения энергии не будет зависеть от какой-то одной технологии, - подчеркивает Махер Эль-Кади, ассистент-исследователь кафедры химии и биохимии колледжа UCLA.

София Уэмура, первый автор исследования, выразила надежду, что их концепция окажется полезной для коллег: «Мы хотим, чтобы другие исследователи могли получать более стабильные измерения и надежные данные для своих устройств».

Работа опубликована в научном журнале Small. Этот прорыв демонстрирует, как объединение преимуществ разных аккумуляторных систем может стать важным шагом в развитии энергетики.

Что ждет технологию хранения энергии дальше?

Создание цинкового аккумулятора с 3D-печатным электродом от UCLA - часть глобального поиска альтернатив в сфере накопления энергии, что особенно актуально для перехода на возобновляемые источники. Доступность 3D-печати способна удешевить производство и упростить создание новых энергосистем. Это открывает двери как для научных изысканий, так и для коммерческого внедрения, что сулит позитивные сдвиги в экологии и экономике энергетического сектора.

В то время как ученые из UCLA делают шаги к созданию более эффективных аккумуляторов, в мире технологий также появляются другие интересные решения. Например, недавние разработки водных аккумуляторов продемонстрировали рекордную стабильность, работая без сбоев более 2800 часов. Такие инновации открывают новые горизонты в области хранения энергии и могут стать важным дополнением к существующим технологиям. Узнайте подробнее о долговечности новых аккумуляторов.